IX CONGRESO INTERNACIONAL SOBRE INVESTIGACIÓN
EN DIDÁCTICA DE LAS CIENCIAS Girona, 9-12 de septiembre de 2013 COMUNICACIÓN
VALIDAÇÃO DE SEQUÊNCIAS DE ENSINO-APRENDIZAGEM
EM AULAS DE QUÍMICA DE ESCOLAS SECUNDÁRIAS DO ESTADO
DE SERGIPE-BRASIL
Alexandre Mota Menezes, Roberta Brito dos Santos, Cléber Thiers da Silva Nunes, Rosane Costa Fontes, Erivanildo Lopes da Silva
Universidade Federal de Sergipe, Campus Professor Alberto Carvalho, Itabaiana/SE - Brasil
RESUMO: Este trabalho mostra os resultados de uma validação interna e externa de uma sequência de ensino-aprendizagem (SEA) sobre o tema Termoquímica. A validação interna ocorreu por meio da comparação dos resultados do pré-teste com o pós-teste e análise de entrevistas, avaliando-se então, a eficácia da SEA. A validação externa ocorreu através da comparação dos pós-testes de quatro turmas alvo da SEA, com quatro turmas do sistema tradicional de ensino. Os resultados demonstraram que as turmas controle, nas quais foram aplicadas a SEA, apresentaram uma aprendizagem efetiva. Esse trabalho está em fase inicial, sendo a próxima etapa para reelaboração e aplicação da SEA.
PALAVRAS CHAVE: Sequências Didáticas de Ensino, Validação e Concepções de calor e temperatura.
INTRODUÇÃO
A idealização deste trabalho surgiu na disciplina de Estágio Supervisionado da Universidade Federal de Sergipe (UFS), Campus da cidade de Itabaiana, onde seus proponentes, em meio às discussões sobre o desenvolvimento de Sequências de Ensino-Aprendizagem (SEA), procuram aplicar tal metodologia nas regências das aulas de estágio com alunos do Ensino Médio de escolas públicas. Para tal, fora elaborada uma SEA, intitulada «Combustíveis e Energia, uma proposta de abordagem para o ensino de Termoquímica». De tal maneira, o presente material tem por finalidade apresentar uma discussão sobre validação de uma SEA, a qual contempla o estudo da Termoquímica.
MARCO TEÓRICO
A pesquisa no ensino de Química, com intuito de superar os inúmeros problemassobre o ensino e a aprendizagem de conceitos, vem debatendo possíveisabordagens metodológicas.Entre diferentes propostas de ensino, destacamos a elaboração e aplicação de SEA – no âmbito internacional Tea- ching-Learning Sequences (TLS) –, proposta por autores como Méheut&Psillos (2004) e Kabapinar, Leach& Scott (2004).
Méheut (2005) discute o uso das SEA no ensino de Ciências, como uma proposta de ensino que busca auxiliar os alunos na compreensão do conhecimento científico. Nesta perspectiva a autora ar- gumenta sobre os componentes essenciais do processo de ensino-aprendizagem, interligados em duas dimensões: a epistêmica e a pedagógica.
Na dimensão epistemológica tem-se a relação existente entre o conhecimento científico e o mundo material, que contempla os conceitos científicos e suas relações com o mundo histórico-social dos alu- nos. Na dimensão pedagógica temos a relação observada entre professor e aluno, que retrata a interação entre estes no processo de ensino-aprendizagem.
Sobre o uso das TLS, Laborde (1997) apresenta dois métodos de validação para uma sequência: a priori e a posteriori, ideia também defendida por Méheut (2005). A validação a posteriori é realizada sob duas perspectivas: interna e externa.
Na validação interna avaliam-se os resultados conforme os objetivos de cada aula. Já a validação externa visa comparar a intervenção de uma SEA com o ensino tradicional. Uma ferramenta desta validação é a aplicação de atividades pré e pós ao trabalho em sala de aula.
Sobre a elaboração de SEA, Leach& Scott (2000), no que os autores denominam Demanda de Aprendizagem (DA), argumentam que os primeiros passos para a construção de uma SEA se dão por meio da investigação do objeto de estudo. Essa investigação consiste na identificação das principais dificuldades encontradas na abordagem de determinado conteúdo e suarelação com um contexto, de maneira a apresentar uma natureza conceitual, epistemológica e ontológica.
A demanda conceitual decorre da utilização de concepções espontâneas ao invés de conceitos cientí- ficos; a demanda epistemológica parte da dificuldade na aplicação de conceitos científicos em diferentes contextos; e a demanda ontológica ocorre pela associação da propriedade do processo como adomaterial.
Na construção de uma SEA, a DA permite que o professor estejam mais envolvidos no processo de ensino-aprendizagem, visando a melhoria na qualidade de ensino.
METODOLOGIA
A SEAfoi elaborada pelos alunos da disciplina Estágio Supervisionado do curso de Licenciatura em Química da UFS, orientados pelo professor dessa disciplina. A escolha do tema e seu conceito foram selecionados na etapa de identificação da Demanda de Aprendizagem.Durante a análise dos dados o professor e seus discentes tornam-se pesquisadores.
Para levantamento da DA levou-se em consideração o estudo de Mortimer & Amaral (1998), sobre alguns conceitos relacionados à Termoquímica. Eles identificaram que grande parte dos alunos apresentam as seguintes concepções sobre calor: calor é uma substância;é diretamente proporcional à temperatura; e existe dois tipos de calor, o frio e o quente.
A elaboração da SEA partiu da problematização do tema «Combustíveis e Energia», privilegiando uma perspectiva Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS), a partir do qual, foi possível desenvolver 12 aulas buscando abordar o conhecimento científico a partir daquilo que o aluno já conhece sobre calor e temperatura.Essa abordagem diferencia-se do ensino tradicional por apresentar contextualização, interdisciplinaridade, experimentação e presumir aulas expositivas dialógicas. O ensino tradicional por sua vez, caracteriza-se pelas aulas conteudistas e expositivas.
No que tange o processo de aplicação, foi levado em consideração as etapas apresentadas por Nurkka (2008), que inclui dois estudos pilotos e duas experiências de ensino com estudantes secundários.
Sendo o Estudo Piloto I a etapa que compreende as discussões e reflexões no processo de elaboração da SEA e posterior aplicação desta em sala de aula. O Estudo Piloto II, com base nas reflexões sobre as experiências de aplicação inicial, é a etapa que a SEA sofre reformulações e é novamente aplicada.
A Experiência de Ensino I parte das reflexões sobre as experiências de aplicação da SEA no Estudo Piloto II, então, novamente a SEA sofre reformulações e é mais uma vez aplicada a novos alunos, por um professor na educação básica. Já na Experiência de Ensino IIa SEA é reformulada e aplicada.
Vale ressaltar que no momento este trabalho está na fase inicial, ou seja, no Estudo Piloto Ide Nurkka (2008), partindo para a reelaboração da SEA para iniciar o Estudo Piloto II.
A SEA foi aplicada em quatro turmas de segunda série do Ensino Médio de colégios do agreste sergipano, totalizando 95 alunos com idade entre 16-17 anos.A aplicação da SEA em quatro turmas minimiza as variáveis de confusão, ou seja, distorções que possam interferir na comparação das possí- veis aprendizagens.
Considerando as ideias de Méheut (2005) para validação interna, foram coletados dados com pré, pós-teste e entrevistasestruturadas das turmas de intervenção. Para validação externa foi aplicado o mesmo pós-teste em quatro turmas do Ensino Tradicional (ET), totalizando 82 alunos, as quais apre- sentavam as mesmas características que o grupo de intervenção. Os resultados foram então compara- dos com os do GrupoControle (GC).
RESULTADOS Dos Testes
Para a realização do pré-teste, foram dispostas quatro questões de forma que os alunos expressassem seus conhecimentos sobre a Termoquímica. Desse modo, foi possível investigar suas concepções espontâneas.
O pós-teste também dispunha de quatro questões, visando avaliar se a aplicação da SEA fora satis- fatória no aprendizado dos alunos.A partir dos dados coletados pelo pré-teste e pós-teste, as respostas foram agrupadas em composições. Algumas respostas, por conta de difíceis classificações, foram defi- nidas como «Respostas Confusas».Os resultados foram organizados em tabelas.
Tabela 1.
Resultados referentes às ideias sobre calor
Composição Pré-teste Pós-teste
GC GC ET
A: Calor como Energia em Trânsito 27 (29%) 55 (65%) 34 (41%)
B: Calor é temperatura 18 (19%) – –
C: Calor como forma de Energia 27 (29%) 14 (16%) 23 (28%)
D: Respostas Confusas 23 (24%) 16 (19%) 25 (31%)
TOTAL 95 (100%) 85 (100%) 82 (100%)
Quanto à Composição A, parte dos alunos doGC já consideravam o calor como forma de energia em trânsito e, após a aplicação da SEA, esse percentual aumentou, comprovando a eficácia do material didático. É perceptível que alguns alunos da GC consideraram que o conceito de calor igual ao de temperatura (Composição B), no entanto, após a aplicação da SEA, esse resultado não foi manifestado.
Na composição C, 29% dos alunos do GC consideraraminicialmente o calor como forma de ener- gia, entretanto, após a intervenção da SEA esse percentual diminuiu, inferindoa eficácia daSEA. Isso sugere que os alunos passaram a admitir a ideia de calor como energia em trânsito, como se observa pelo aumento do percentual da composição A para 65%.
Tabela 2.
Resultados referentes às ideias de calor e temperatura
Composição Pré-teste Pós-teste
T. Controle T. Controle T. Tradicional E: Consideram que o metal tem menos energia tér-
mica, logo sentimos ele ‘frio’. 57 (60%) 18 (21%) 01 (1%)
F: Sentimos o metal mais ‘frio’ por ele ser um mel-
hor condutor térmico 02 (2%) 29 (34%) 39 (48%)
G: Os dois materiais têm a mesma quantidade de
energia, porém o metal a perde mais rápido. 11 (12%) 33 (39%) 14 (17%)
H: Respostas Confusas 25 (26%) 05 (6%) 28 (34%)
TOTAL 95 (100%) 85 (100%) 82 (100%)
É possível identificar por meio da Tabela 2 uma das concepções citadas por Mortimer & Amaral (1998). Na composição E os alunosacreditam que o calor é proporcional à temperatura, ou seja, o fato de sentir o metal frio está relacionado a pouca quantidade de calor no material, e não ao fato dele perder calor mais rápido que a madeira. Podemos destacar uma redução significativa dessa visãoapós a aplicação da SEA, de 60% para 21% no GC. A concepção de que existem dois tipos de calor não foi identificada(Mortimer & Amaral, 1998).
Tabela 3.
Resultados referentes àsideias de reações endotérmicas e exotérmicas
Composição Pré-teste Pós-teste
GC GC ET
A: Não apresentam conhecimentos sobre reações
exotérmicas e endotérmicas, ou as confundem. 23 (24%) 28 (33%) 34 (41%) B: Apresentam conhecimento que algumas reações
liberam e outras absolvem calor, mas não citam os
termos endotérmico e exotérmico. 62 (65%) – 07 (9%)
C: Apresentam conhecimentos sobre reações endo-
térmicas e exotérmicas. – 36 (42%) 07 (9%)
D: Respostas Confusas 10 (11%) 26 (25%) 34 (41%)
TOTAL 95 (100%) 85 (100%) 82 (100%)
Sobre a composição A alguns alunosconsideraram que todas as reações liberam energia (24%), no entanto, os dois processos se confundiam. A composição B não apresentouresultados após a aplicação da SEA, porém antes dela,65% dos alunosacreditavam na existência de reações que absorviam energia, contudo não apresentavam a relação desse conhecimento com os termos: reação endotérmica ou exo- térmica. Quanto à composição C, destaca-se no pós-teste queoGC expôs melhor percentual (42%) em relação ao ET (9%), isso deve-se ao fato de apresentarem conhecimentos sobre reações endotérmicas e exotérmicas.
Avaliando-se os resultados dos testes, de um modo geral,verificou-se que a aplicação da SEA fora satisfatória na aprendizagem dos alunos quando comparada às turmas de ensino tradicional. Houve uma melhora notória nos resultados do pós-teste da GC quando comparadas com o pré-teste.
Das entrevistas
Para verificar a aprendizagem doGC, foram feitasentrevistas estruturadas, sendo esse o 3º passo da metodologia avaliativa descrita por Nurkka (2008). A entrevista baseou-se em questionar os conheci- mentos dos alunos sobre a parte conceitual abordada na SEA. Foram entrevistados quatro alunos de cada turma, num total de 16 alunos.
Como as questões das entrevistas exigem o mesmo nível de conhecimento dopós-teste, a análise dos dados foi feita indicando a que composição cada fala dos alunos se enquadra. Foram selecionadas expressões que mais evidenciaram características do conjunto de concepçõessignificadas nas compo- sições. Estas são apresentadas abaixo:
Para as composições: A, B, C e D:
«A queima de combustão. De gerar mais energia né não? Liberar.»
«É... Liberação de energia, sei lá... Liberar energia».
«Endotérmica né? Porque Libera Calor, né?»
«Endotérmica. P: Por que? é... libera energia, então é endotérmica».
«Exotérmica... Exotérmica. P: Porque exotérmica? Porque libera calor».
Percebe-se nas expressões que alguns alunos ainda confundem os conceitos de processos endotér- micos e exotérmicos. Como também não foram identificadas as concepções citadas por Mortimer &
Amaral (1998): calor é uma substância; o calor é diretamente proporcional à temperatura; e os tipos de calor: o frio e o quente.
Buscando evidenciar os resultados da investigação sobre calor específico, bem comosaber o queos alunos pensam a respeito da proporcionalidade entre calor e temperatura, destacam-se as composições:E, F, G e H.
«Porque o calor específico do [metal] é baixo e faz com que ele aqueça rapidamente. Ocorreria. Só que a [material composto por] madeira ficaria menos quente porque o calor específico da ma- deira é maior e faz com que aqueça lentamente».
«Porque o alumínio é um bom condutor de energia. É por isso que queima a mãovai receber o calor[do metal] e assim queima a mão. Não. Porque a madeira é o contrário do alumínio, ele já isola, impede a passagem de calor, de energia».
Assim como observado no pós-teste, alguns alunos explicaram a transferência de calor se aproprian- do do conceito de condução térmica. Então, não podemos inferir sobre as concepções dos alunos a cer- ca da proporcionalidade entre calor e temperatura. Já os alunos que explicaram com baseno conceito de calor específico não apresentaram tais concepções, pois admitiam a ideia de que o metal e a madeira têm a mesma quantidade de energia, variando apenas a forma como esta é transferida.
CONCLUSÕES
A elaboração de uma Sequência de Ensino-Aprendizagem (SEA) baseada numa abordagem CTS, pro- porcionou uma aprendizagem mais efetiva para os alunos. O uso da problematização do conteúdo Termoquímica veio a permitir a exploração e análise das concepções espontâneas dos alunos sobre calor e temperatura. Durante a discussão dos dados coletados, pode-se observar que o grupo de alunos que sofreu a intervenção da SEAapresentoumelhor desempenho na aplicação do conhecimento, quan- do comparado com alunos do Ensino Tradicional. Na próxima fase do trabalho,pretende-se avaliar as impressões do processo de aplicação da SEA, visando adequá-la ao perfil dos alunos, como também o método de pesquisa. Evidencia-se dessa forma, que a próxima fase do trabalho deverá ater-se na reela- boração e nova aplicação da SEA, descrita por Nurkka.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Kabapinar, F., Leach, J.,& Scott, P. (2004).The design and evaluation of a teaching-learning sequence addressing the solubility concept with Turkish secondary school students.International Journal of Science Education, 26(5), 635-652. doi: 10.1080/09500690310001614000
Laborde, C. (1997). Affronter la complexit´e des situations d’apprentissage de math´ematiques en classe.D´efisettentatives. Didaskalia, (10), 99–112. doi: 10.4267/2042/23800
Leach, J.,&Scott, P. (2000). The concept of learning demand as a tool for designing teaching sequences.In:
Meeting Research-based teaching sequences. Université Paris VII:France.Retrieved from: http://
www.education.leeds.ac.uk/assets/files/research/cssme/LeachScottSequences.pdf
Méheut, M.,&Psillos, D. (2004). Teaching–learning sequences: Aims and tools for sci- ence education research. International Journal of Science Education, 26(5), 515-535. doi:
10.1080/09500690310001614762
Méheut, M. (2005). Teaching-learning sequences tools for learning and/or research. In: K. Boersma, M. Goedhart, O. Jong, H. Eijkelhof (Eds.), Research and the quality of science education (pp. 195- 207).Netherlands: Springer.
Mortimer, E. F.,& Amaral, L. O. F. (1998). Quanto mais quente melhor: Calor e temperatura no ensino de termoquímica. Química Nova na Escola, (7), 30-34.
Nurkka, N. (2008). Use of Transfer Teachers in Developing a Teaching-Learning Sequence: A Case Study in Physiotherapy Education in Finland. NorDiNa. 4(1),09-22.
